Fracture analysis of U-notched disc-type graphite specimens under mixed mode loading

Torabi, A.R.; Fakoor, Mahdi; Pirhadi, E.

doi:10.1016/j.ijsolstr.2013.12.024

Cited by 52 publications

(37 citation statements)

References 49 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…The critical stress c  for brittle materials has been successfully shown in the literature to be equal to the tensile strength of material (Ayatollahi & Torabi, 2010a, 2010bTorabi, 2013d;Torabi et al, , 2014dTorabi & Amininejad, 2015aTorabi & Pirhadi 2015;Torabi & Abedinasab, 2015a. In order to eliminate c  from Eq.…”

Section: The Umts Criterionmentioning

confidence: 99%

“…Moreover, because EMC acts as a bridge between the linear elastic and elastic-plastic analyses, it is expected that it can basically be linked to various brittle fracture criteria, e.g. the maximum tangential stress (MTS) and mean stress (MS) (Ayatollahi & Torabi, 2010a, 2010bTorabi, 2013d;Ayatollahi et al, 2011aAyatollahi et al, , 2011bAliha & Ayatollahi 2013;Mirsayar et al 2014;Torabi et al, , 2014dTorabi & Amininejad, 2015aTorabi & Pirhadi 2015;Torabi & Abedinasab, 2015a criteria, the averaged strain energy density (ASED) criterion (Lazzarin & Zambardi, 2001;Berto & Lazzarin, 2014;Torabi et al, , 2015cBerto & Barati, 2011;Gomez et al, 2007Gomez et al, , 2009aGomez et al, , 2009bBerto et al, 2007Berto et al, , 2012Berto & Ayatollahi, 2011;Berto & Lazzarin, 2009;Aliha et al 2016), the cohesive zone model (CZM) (Gomez et al, 2000(Gomez et al, , 2006Gomez & Elices, 2003;Cendon 42 et al, 2015) and the finite fracture mechanics (FFM) (Sapora et al, 2013(Sapora et al, , 2015Cornetti et al, 2012Cornetti et al, , 2014Weißgraeber & Becker, 2013;Carpinteri et al, 2008) etc. under different in-plane loading conditions.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Large plasticity induced crack initiation from U-notches in thin aluminum sheets under mixed mode loadin

Torabi¹,

Hosseini²

2017

10.5267/j.esm

View full text Add to dashboard Cite

Ductile failure is investigated experimentally and theoretically in U-notched Al 7075-T6 thin sheets under mixed mode I/II loading. First, several U-notched rectangular sheets are subjected to mixed mode I/II failure tests and the load-carrying capacity of the sheets are experimentally recorded. Then, the Equivalent Material Concept (EMC) is employed in conjunction with the U-notch maximum tangential stress (UMTS) and U-notch mean stress (UMS) criteria to theoretically estimate the load-carrying capacity of the U-notched Al 7075-T6 sheets. It is shown that the experimental failure loads are well predicted by means of both the UMTS-EMC and UMS-EMC criteria. Moreover, the experimental observations and the elastic-plastic finite element analyses indicate that the U-notched aluminum sheets fail by the large-scale yielding (LSY) regime.

show abstract

Section: The Umts Criterionmentioning

confidence: 99%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Large plasticity induced crack initiation from U-notches in thin aluminum sheets under mixed mode loadin

Torabi¹,

Hosseini²

2017

10.5267/j.esm

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…При моделировании разрушения в пре-делах материальной поверхности меры ноль используются когезионные элементы [16][17][18][19] конечно-элементного пакета [20] или контактные элементы системы [21]. В работах [22][23][24] рассмотрен широко используемый билинейный закон распределения взаимодействия в когезионной зоне от раскрытия трещины с ниспадающим участком. Основным недос-татком данного подхода является то, что когезионные элементы должны располагаться на траектории разрушения, которая зависит от новых материальных поверхностей.…”

Section: Introductionunclassified

Modelling the Generation of New Material Surfaces in a Composite With an Adhesion Layer Under Cohesive Destruction

2017

PNRPU MB

View full text Add to dashboard Cite

Глаголев В.В., Маркин А.А., Фурсаев А.А. Моделирование образования новых материальных поверхностей в процессах когезионного разрушения композита с адгезионным слоем // Вестник Пермского национального исследова-тельского политехнического университета. Механика. Рассматривается докритическое упругопластическое деформирование трех-слойного композита и процесс разделения слоев, сопровождающийся разрушением адгезионного слоя. Путем осреднения компонент напряжений в адгезионном слое по его толщине задача сводится к системе двух вариационных условий равновесности относительно полей скоростей склеиваемых слоев. При решении упругопластической задачи докритического деформирования выделяется δ-область, в которой достигнут критерий разрушения. С помощью повторного решения задачи докритического де-формирования с известным законом движения границы δ-области находится распре-деление нагрузки (узловых сил), действующей со стороны δ-области на тело. На следующем шаге рассматривается изменение напряженно-деформированного со-стояния (НДС) тела в процессе разрушения δ-области. Решается упругопластическая задача при простой разгрузке δ-поверхности тела и сохранении внешней нагрузки, соответствующей началу процесса разрушения. В процессе δ-разгрузки возможно образование новых пластических областей, частичная разгрузка и достижение кри-терия разрушения. В результате НДС тела в момент начала локальной разгрузки отличается от его состояния при окончании δ-разгрузки. Это является принципиаль-ным отличием от известной процедуры «убийства элементов», когда жесткость эле-мента после достижения критерия разрушения полагается близкой к нулевой. При этом состояние тела вне удаленного элемента считается неизменным, и возмож-ность появления зон разгрузок и догрузок после исключения элемента не учитывает-ся. В случае линейной упругости решение задачи с удаленной областью при фикси-рованной внешней нагрузке совпадает с решением, получаемым в результате δ-разгрузки в силу единственности решения и принципа суперпозиции. Однако реше-ние упругопластической задачи при простом нагружении тела с удаленной областью не будет совпадать с решением методом δ-разгрузки. В статье приведены решения задач расслоения композита, иллюстрирующие метод простой δ-разгрузки как в ли-нейно-упругой, так и в упругопластической постановках. © ПНИПУ Ключевые слова:композит, подход Нейбера -Новожилова, характерный размер, процесс разрушения, простой процесс, упругопласти-ческое деформирование, вариационное уравнение, метод конечных элементов.

show abstract

“…Brittle fracture criteria published under mixed mode loading conditions are both stress based and energy based. As a well-known stress-based criterion, the maximum tangential stress (MTS) criterion can be named (see, e.g., the V-MTS criterion [38][39][40][41] and the U-MTS criterion [42][43][44]). The concept of the MTS criterion is, in fact, the same with that of the point method in the theory of critical distances (TCD).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…The MTS criterion has been verified several times in the past by means of extensive experimental results achieved from the fracture tests on the notched specimens made of various brittle materials, such as PMMA [38,41,42], polycrystalline graphite [39,43,44], and soda-lime glass [40]. Concerning energy-based fracture criteria, the strain energy density (SED) criterion is the most popular and powerful tool for analyzing mixed mode I/II brittle fracture in notched domains (see for instance Refs.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Combined tension–shear fracture analysis of V-notches with end holes

et al. 2015

View full text Add to dashboard Cite

In the present research, two stress-based failure criteria were proposed to predict brittle fracture in components containing V-notches with end holes (VO-notches) under mixed mode I/II loading. The first criterion, called VO-MTS, was an extension of the maximum tangential stress (MTS) criterion, and the second one, called VO-MS, was developed based on the mean stress (MS) failure concept. Two different groups of critical distances were utilized in the predictions. The first group was equal to the critical distances for sharp crack, and the second one was computed by using the mode I fracture test results on notched specimens. To verify the criteria, the theoretical fracture curves were compared with numerous experimental results gathered from 108 new brittle fracture tests performed on the Brazilian disk specimens weakened by central V-notches with end holes and made of PMMA under mode I and mixed mode I/II loadings. It was found that both the criteria provide very good predictions to the experimental results for different mode mixity ratios. Also, found in this research was that the curves are almost independent of the critical distance groups, meaning that one can simply utilize the critical distances of sharp crack in both the VO-MTS and the VO-MS criteria without requiring performing mode I VO-notch fracture experiments. List of symbolsCTSN Compact-tension-shear-notch CZM Cohesive zone model d Total slit length in the VO-BD specimen D Diameter of the VO-BD specimen d c Critical distance of the MS criterion for sharp cracks d c,vo Critical distance of the MS criterion for VO-notch E Young's modulus ERNFT Effective relative notch fracture toughness FE Finite element FFM Finite fracture mechanics FNR Fictitious notch radius K vo eff Effective relative notch fracture toughness K IC Plane-strain fracture toughness of material K vo I Mode I notch stress intensity factor

show abstract

Fracture analysis of U-notched disc-type graphite specimens under mixed mode loading

Cited by 52 publications

References 49 publications

Large plasticity induced crack initiation from U-notches in thin aluminum sheets under mixed mode loadin

Large plasticity induced crack initiation from U-notches in thin aluminum sheets under mixed mode loadin

Modelling the Generation of New Material Surfaces in a Composite With an Adhesion Layer Under Cohesive Destruction

Combined tension–shear fracture analysis of V-notches with end holes

Contact Info

Product

Resources

About